СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2008 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к способам определения биологического состояния человека.

В последние годы в различных отраслях биологических наук и медицине широкое распространение получили исследования, направленные на изучение влияния радиофизических методов воздействия на биологические объекты и системы. В настоящее время теоретически обосновано и экспериментально доказано, что жизнедеятельность любой биологической системы, в том числе и человека, сопровождается сверхслабыми электромагнитными колебаниями в широком спектре длин волн: от сверхдлинноволновых до очень коротких, источниками которых являются клетки, органы, системы и организм в целом.

Однако, если регистрация электромагнитного излучения (ЭМИ) в длинноволновых и средневолновых диапазонах уже достаточно давно используется в медицинской науке и практике, то исследования в миллиметровом крайне высокочастотном (КВЧ) диапазоне стали проводиться совсем недавно. Известно, что информационная ценность электромагнитных излучений не одинакова. Наименее ценны хаотические излучения в живых организмах. Доказано, что для изучения процессов в живых организмах наибольшую информационную ценность представляют миллиметровые волны как вследствие очень малых величин скорости распространения акустоэлектрических колебаний в поляризованных клеточных мембранах, так и вследствие малых энергетических затрат на возбуждение колебаний на резонансных частотах, определяющих состояние системы.

Известны радиометрические методы для регистрации электромагнитных колебаний дециметрового и сантиметрового диапазона, в основе которых лежит измерение чувствительными приемниками-радиометрами электромагнитного поля, излучаемого тепловыми источниками, глубоко залегающими в организме. Ими могут быть воспалительные процессы, гематомы, злокачественные образования, гнойные процессы и т.п., т.е. процессы, характеризующие структурные изменения биологического состояния человека. Радиометрические способы не позволяют определить изменения биологического состояния человека на микроуровне.

Наиболее близким аналогом является способ определения биологического состояния человека, заключающийся в регистрации электромагнитного излучения человека в миллиметровом диапазоне с помощью высокочувствительного приемника и последующей компьютерной обработкой полученного сигнала в виде пространственно-временной и спектральной характеристик, выявление нарушений пространственно-временной и спектральной характеристик в исследуемых зонах, характерных для воспалительных, дегенеративных, сосудистых и объемных процессов в соответствующих органах (см. RU 2128467 С1, 10.04.1999, описание).

Однако диагностические признаки четко не определены, поэтому практическая реализация известного способа определения биологического состояния человека является достаточно сложной.

Технический результат заключается в повышении достоверности определения биологического состояния человека за счет введения неспецифических признаков, позволяющих выявить биологически активные зоны с системными нарушениями.

Это достигается тем, что в способе определения биологического состояния человека, заключающемся в измерении с помощью высокочувствительного приемника электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн над кожным покровом в проекции биологически активных зон (БАЗ) с последующей обработкой измеренного сигнала и анализом результатов обработки, измерения проводят в проекции не менее чем восьми БАЗ, таких как Uz1, проекция которой расположена на черепной крышке непосредственно перед теменем, Uz2, проекция которой расположена на черепной крышке непосредственно над наружным затылочным выступом, Uz3, проекция которой расположена на передней поверхности яремной вырезкой рукоятки грудины, Uz4, проекция которой расположена на передней поверхности тела над рукоятко-грудинным синхондрозом, Uz5, проекция которой расположена на передней поверхности тела над вершиной нижнегрудинного треугольника, Bz1, проекция которой расположена на передней поверхности тела непосредственно под хрящевым соединением IX и Х ребер справа, Bz2, проекция которой расположена на передней поверхности тела непосредственно под хрящевым соединением IX и Х ребер слева, Bz3, проекция которой расположена на передней поверхности корпуса лобковой кости, измеренный с каждой БАЗ сигнал преобразуют в цифровую форму, вычисляют его спектральную характеристику путем волнового преобразования, строят две графические зависимости: зависимость интенсивности измеренного сигнала во времени и распределение спектра частот измеренного сигнала, полученные кривые анализируют, при наличии медленного и/или быстрого колебательного процесса изменений интенсивности измеренного сигнала во времени и/или отсутствия экспоненциальной зависимости распределения спектра частот считают БАЗ патологической, причем биологическое состояние человека считают крайне тяжелым в случае, если выявлены пять или более пяти патологических БАЗ, тяжелым - менее пяти патологических БАЗ, при отсутствии патологических БАЗ биологическое состояние человека считают нормой.

Для повышения достоверности способа дополнительно проводят мониторинг, по меньшей мере, одной патологической БАЗ, для чего последовательно осуществляют четыре измерения ЭМИ ММ над кожным покровом в проекции выбранной БАЗ с последующей аналогичной обработкой измеренных сигналов и анализом результатов обработки, при этом при выявлении на графиках двух измерений признаков, характеризующих БАЗ патологической, подтверждают ее состояние как патологическое, при выявлении на графиках не менее трех измерений признаков, характеризующих БАЗ как патологическое, считают ее состояние как устойчиво патологическое.

Известно, что в организме человека имеются и функционируют собственные источники и ретрансляторы электромагнитных вол миллиметрового диапазона, поддерживающие организм в состоянии гомеостаза, благодаря синхронизации электромеханических колебаний клеточных субструктур, что оказывает влияние на регуляторные системы организма (см. Девятков Н.Д. и др. Роль синхронизации в воздействии слабых сигналов миллиметрового диапазона волн на живые организмы, кн. Нетепловые эффекты миллиметрового излучения, под ред. Н.Д.Девяткова, М., ИРЭ АН СССР, 1981, с.1-17).

При патологических нарушениях различной этиологии происходит генерация клетками организма электромагнитных сигналов на резонансных частотах, которые поглощаются в местах нарушений структуры, имеющих собственные «аномальные» частоты. В случаях, когда мощность внутренних источников электромагнитного излучения достаточна, а нарушения незначительны, молекулярные структуры нормализуются под воздействием вынужденных резонансных колебаний. Если внутренние источники ослаблены вследствие возрастных изменений или перенесенных заболеваний, а также любых внешних факторов, например техногенных или природных факторов, нарушения молекулярных структур значительны и «коммуникационные» связи нарушены в силу выхода их из резонанса, тогда необходимо когерентное резонансное электромагнитное воздействие, способное восстановить нарушенные структуры и функции пораженных тканей, органов или систем организма и в дальнейшем нормализовать их функционирование (см. там же).

В связи с этим электромагнитное излучение миллиметрового диапазона длин волн (ЭМИ ММ) над кожным покровом в проекции биологически активных зон, функционально связанных с одной или несколькими системами организма, является наиболее информативным для определения возможных нарушений молекулярных структур систем организма, за которые отвечают эти биологически активные зоны. Нарушения молекулярных структур позволяют улавливать наиболее ранние стадии патологических процессов, когда он проходит ранние, еще ни чем внешне (симптоматологически) не проявляющиеся фазы своего развития.

Таким образом, измерение ЭМИ ММ над кожным покровом в проекции БАЗ позволяет определить системные нарушения организма на ранней стадии патологического процесса, а следовательно, с большей точностью определить биологическое состояние организма человека. Предлагаемый способ позволяет также расширить систему диагностических признаков в случае развернутого патологического процесса.

Для системного подхода при определении физического состояния человека последовательно измеряют ЭМИ ММ над кожным покровом пациента в проекции не менее чем восьми БАЗ, отвечающих за важные органы и системы.

Использование высокочувствительного приемника, обеспечивающего регистрацию измеренного сигнала не менее 0,2*10¹⁴ дискретных значений в секунду, позволяет существенно повысить информативность измерений.

Кроме того, в результате экспериментальных исследований установлено, что время измерения (1,5-4) мин. ЭМИ ММ является наиболее оптимальным временным промежутком для получения достоверных данных, характеризующих состояние БАЗ.

Отображение измеренного сигнала в виде зависимости интенсивности электромагнитного излучения в каждый момент времени и распределения спектра, по существу, дает представление о количественной и качественной характеристиках измеряемого сигнала. Это позволяет при анализе состояния БАЗ ввести дополнительные диагностические признаки.

Диагностическими признаками при определении патологического состояния БАЗ являются графические признаки: наличие медленного или быстрого колебательного процесса изменений интенсивности сигнала во времени и/или отсутствие экспоненциальной зависимости спектральной характеристики измеренного сигнала. Они были определены в результате экспериментальных исследований при измерении ЭМИ ММ над кожным покровом в проекции БАЗ более чем 1000 зон тяжелобольных пациентов с установленным диагнозом, полученным в результате обследования традиционными методами. Выявлено, что у тяжелобольных с разными нозологическими заболеваниями наблюдаются одинаковые графические признаки, которые носят устойчивый характер, к ним как раз и относятся наличие медленного или быстрого колебательного процесса изменений интенсивности сигнала во времени и/или отсутствие экспоненциальной зависимости спектральной характеристики измеренного сигнала.

Указанные признаки являются неспецифическими и характеризуют отклонения от нормы управляющих и в отдельных случаях исполнительных систем организма. В связи с чем наличие этих признаков у условно здоровых или практически здоровых людей или у пациентов с заболеваниями незлокачественной природы является неблагоприятным признаком биологического состояния БАЗ.

Использование в предлагаемом изобретении признаков, характеризующих явно выраженные отклонения от нормы, позволяет более точно определить состояние управляющих и исполнительных систем, поскольку известен временной разрыв между действием повреждающего фактора и изменением органов и систем, в том числе и необратимого характера.

Причем экспериментальным путем было установлено, что биологическое состояние человека следует считать крайне тяжелым в случае, если выявлены пять или более пяти патологических БАЗ, тяжелым - менее пяти БАЗ, при отсутствии патологических БАЗ биологическое состояние пациента считают нормой.

Способ определения биологического состояния человека осуществляется следующим образом.

Пациента располагают в удобном для него положении и последовательно осуществляют измерение ЭМИ ММ над кожным покровом в проекции не менее восьми биологически активных зон универсальных и базовых.

Зоны: Uz1, Uz2, Uz3, Uz4, Uz5 - являются универсальными. Базовыми зонами являются Bz1, Bz2, Bz3.

При измерении электромагнитного поля каждой из БАЗ приемную антенну высокочувствительного приемника электромагнитного излучения (высокочувствительного радиометра) с помощью специального штатива подводят к поверхности тела пациента на расстоянии (5-10) мм над кожным покровом в проекции БАЗ, располагая продольную ось антенны перпендикулярно поверхности тела.

В течение (1,5-4) мин антенна приемника осуществляет прием ЭМИ ММ. На выходе приемник осуществляет детектирование измеренного сигнала. Сигнал с выхода приемника поступает на вход аналого-цифрового преобразователя, осуществляющего преобразование аналоговой формы сигнала в цифровую форму для последующей обработки сигнала в компьютере.

Врач производит запуск программы мониторинга, которая выполняет следующую последовательность действий:

- запоминание каждого очередного значения с выхода аналого-цифрового преобразователя в данный момент времени (более 0,2*10¹⁴ дискретных значений в секунду);

- сглаживание ряда полученных значений измеренного сигнала;

- построение графической зависимости интенсивности излучения измененного сигнала в каждый момент времени;

- вычисление спектральной характеристики низкочастотной составляющей измеренного сигнала;

- представление полученных графических зависимостей на мониторе компьютера с последующей их распечаткой.

Полученные кривые анализируются врачом. При наличии медленного или быстрого колебательного процесса изменений интенсивности сигнала во времени на первом графике и/или отсутствие экспоненциальной зависимости распределения частот на втором графике состояние БАЗ определяют как патологическое.

Для повышения точности определения физического состояния человека в некоторых случаях проводят измерения электромагнитного излучения локальных БАЗ. К ним относятся следующие БАЗ:

Lz1, область проекции которой расположена на передней поверхности тела над правой молочной железой;

Lz2, область проекции которой расположена на передней поверхности тела над левой молочной железой;

Lz3; область проекции которой расположена на передней поверхности тела непосредственно перед лобковым бугром справа (tuberculum pubicum);

Lz4, область проекции которой расположена на передней поверхности тела непосредственно перед лобковым бугром слева.

Предлагаемый способ не ограничивает количество используемых БАЗ. Для специалиста, очевидно, что чем больше количество измерений, тем больше информации о нарушениях в организме можно получить.

Общая картина биологического состояния человека определяется по результатам состояния БАЗ.

При отсутствии патологических БАЗ биологическое состояние человека считают нормой. Если выявлены менее пяти патологических БАЗ - тяжелым, и крайне тяжелым - в случае, выявления пяти или более пяти патологических БАЗ.

Кроме того, для уточнения результатов анализа измеренных сигналов осуществляют мониторинг патологической БАЗ. Это целесообразно осуществлять для подтверждения устойчивости полученных результатов анализа измеренных сигналов. Для чего дополнительно последовательно во времени проводят измерение одной и той же патологической БАЗ не менее 4 раз, т.е., по существу, определяют динамику процесса в каждой конкретной зоне.

При мониторинге зоны выделяют три состояния БАЗ.

- «норма реакции» - отсутствие на графиках всех измерений графических признаков, характеризующих состояние БАЗ как патологическое;

- «норма-патология» - при наличии на графиках двух измерений графических признаков, характеризующих состояние БАЗ как патологическое; а на графиках остальных измерений - их отсутствие;

- «устойчивая патология» - при наличии на графиках не менее трех измерений графических признаков, характеризующих состояние БАЗ как патологическое.

Способ подтверждается контренными примерами.

Пример 1. Пациент Б., 40 лет, установленный диагноз: малодифференцированный рак желудка с прорастанием в поджелудочную железу и малый сальник. Диагностическая лапоротомия.

Жалобы на общую слабость, боли в области живота.

Определение физического состояния пациента проведено в соответствии с предлагаемым способом.

Исследование графика интенсивности электромагнитного излучения в каждый момент времени показало, что измеренный сигнал всех зон характеризует состояние, близкое к норме во всех БАЗ, за исключением БАЗ Uz3, в которой явно выражен медленный колебательный процесс (см. фиг.1-8). При анализе спектральной характеристики установлено - в БАЗ Uz1, Uz3, Uz4, Uz5, Bz1, Bz2, Bz3 - отсутствие экспоненциальной зависимости (наличие высокоамплитудных составляющих спектра измеренного сигнала) практически на всех графиках (см. там же). Полученные по результатам измерения в БАЗ Uz2 графические зависимости характеризуют измеренный сигнал с более равномерным частотным распределением и отсутствием выраженного колебательного процесса изменений его интенсивности.

Таким образом, биологическое состояние человека крайне тяжелое.

Был проведен мониторинг БАЗ Uz5. Последовательно во времени проводилось четыре измерения (см. фиг.9-12). На всех полученных по результатам обработки измеренных сигналов кривых присутствуют графические признаки, характеризующие «патологию». Состояние органов и систем, функционально связанных с БАЗ Uz5, характеризуется как «устойчивая патология», что подтверждает сделанный ранее вывод относительно биологического состояния человека.

Пример 2. Пациент Л., 43 года, установленный диагноз - липоматоз. Жалобы: уплотнения в подкожной клетчатки по всей поверхности тела, особенно на спине, размер 2×3 см.

Определение биологического состояния пациента проведено в соответствии с предлагаемым способом.

По результатам анализа полученных кривых установили:

в БАЗ Uz1, Uz2, Uz3, Uz4, Bz1, Bz2 присутствуют графические признаки, характеризующие «патологию» (см. фиг.13-20). Состояние крайне тяжелое.

Пример 3. Пациент ан., 45 лет. Диагноз: аутоиммунный тиреоидит, гастрит (гастроскопия: уплотнение стенки желудка). Жалобы: эмоциональная лабильность, отрыжка, боли в эпигастральной области.

Определение биологического состояния пациента проведено в соответствии с предлагаемым способом.

По результатам анализа полученных кривых установили:

в БАЗ Uz1, Uz3, Uz4, Uz5 Bz1, Bz3 присутствуют графические признаки, характеризующие «патологию» (см. фиг.21-28). Спектр измеренного сигнала включает отдельные составляющие с высокой амплитудой либо с низкой амплитудой, нарушающие экспоненциальный характер распределения частот, а также наличие колебательного процесса изменений интенсивности измеренного сигнала во времени.

Был проведен мониторинг БАЗ Uz5. Последовательно во времени проводилось четыре измерения (см. фиг.29-32). На всех полученных по результатам обработки измеренных сигналов кривых присутствуют графические признаки, характеризующие «патологию». Состояние БАЗ Uz5, а следовательно, органов и систем, функционально связанных с ней, характеризуют как «устойчивая патология», а биологическое состояние человека крайне тяжелое.

Изобретение относится к медицине, к способам диагностики. Измеряют электромагнитное излучение миллиметрового диапазона длин волн (ЭМИ ММ) над кожным покровом человека в проекции не менее чем восьми биологически активных зон (БАЗ). Каждая из БАЗ связана с одной или несколькими системами организма. При обработке полученный сигнал с выхода приемника преобразуют в цифровую форму и вычисляют ее спектральную характеристику путем волнового преобразования. Строят две графические зависимости: зависимость интенсивности измеренного сигнала во времени и распределение спектра измеренного сигнала. Полученные кривые анализируют. При наличии медленного или быстрого колебательного процесса изменений интенсивности сигнала во времени на первом графике и/или отсутствие экспоненциальной зависимости распределения частот на втором графике характеризуют состояние БАЗ как патологическое. Биологическое состояние человека считают крайне тяжелым в случае, если выявлены пять или более пяти патологических БАЗ, тяжелым - менее пяти патологических БАЗ, при отсутствии патологических БАЗ биологическое состояние человека считают нормой. Способ повышает достоверность определения состояния человека за счет определения биологически активной зоны с системными нарушениями. 1 з.п. ф-лы, 32 ил.

1. Способ определения биологического состояния человека, заключающийся в измерении с помощью высокочувствительного приемника электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн (ЭМИ ММ) над кожным покровом в проекции биологически активных зон (БАЗ) с последующей обработкой измеренного сигнала и анализом результатов обработки, отличающийся тем, что измерения проводят в проекции не менее чем восьми БАЗ, таких, как Uz1, проекция которой расположена на черепной крышке непосредственно перед теменем; Uz2, проекция которой расположена на черепной крышке непосредственно над наружным затылочным выступом; Uz3, проекция которой расположена на передней поверхности яремной вырезкой рукоятки грудины; Uz4, проекция которой расположена на передней поверхности тела над рукоятко-грудинным синхондрозом; Uz5, проекция которой расположена на передней поверхности тела над вершиной нижне грудинного треугольника; Bz1, проекция которой расположена на передней поверхности тела непосредственно под хрящевым соединением IX и Х ребер справа; Bz2, проекция которой расположена на передней поверхности тела непосредственно под хрящевым соединением IX и Х ребер слева; Bz3, проекция которой расположена на передней поверхности корпуса лобковой кости, измеренный с каждой БАЗ сигнал преобразуют в цифровую форму, вычисляют его спектральную характеристику путем волнового преобразования, строят две графические зависимости: зависимость интенсивности измеренного сигнала во времени и распределение спектра измеренного сигнала, полученные кривые анализируют, при наличии медленного или быстрого колебательного процесса изменений интенсивности измеренного сигнала во времени и/или отсутствии экспоненциальной зависимости распределения частот считают БАЗ патологической, причем биологическое состояние человека считают крайне тяжелым в случае, если выявлены пять или более пяти патологических БАЗ, тяжелым - если выявлены менее пяти патологических БАЗ, а при отсутствии патологических БАЗ биологическое состояние человека считают нормой.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно проводят мониторинг, по меньшей мере, одной патологической БАЗ, для чего последовательно осуществляют четыре измерения ЭМИ ММ над кожным покровом в проекции выбранной БАЗ с последующей аналогичной обработкой измеренных сигналов и анализом результатов обработки, при этом при выявлении на графиках двух измерений признаков, характеризующих БАЗ патологической, подтверждают ее состояние как патологическое, при выявлении на графиках не менее трех измерений признаков, характеризующих БАЗ патологической, считают ее состояние устойчиво патологическим.